FPGA算法技術(shù)相關(guān)問題整理

一、DDS相關(guān)

1.??DDS調(diào)幅，想到了兩個方案：①改變DAC的參考電壓②改變DAC的電流，哪個好些？

答：A．能用數(shù)字電路直接調(diào)制解決的，就不用到模擬域去做了。 B．只要DAC速率夠高，可以數(shù)字生成任意波形發(fā)出去。有很多任意波形發(fā)生器的設(shè)計，可以實現(xiàn)調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相。

C．對于AM，是要求載波幅度大于基帶的，過大的基帶信號會發(fā)生過調(diào)幅。所以不能對任意幅度信號進行AM調(diào)制。

D．對于調(diào)幅，需要考慮調(diào)制指數(shù)。設(shè)基帶最大幅度為1，基帶乘以調(diào)制指數(shù)，然后加加上1，之后再乘以幅值為1的載波，就是AM了。

E．對于調(diào)幅精度，考慮幅度的定點化，在高精度的ADC下，可以實現(xiàn)略有精度損失的信號調(diào)幅。

二、國產(chǎn)FPGA相關(guān)

1請教大家一個問題，外面買安路的FPGA開發(fā)版的商家有哪些？

答：最好聯(lián)系原廠。

2.誰知道復(fù)旦微的開發(fā)板哪里有賣？問過原廠，他們說都沒有板子了（型號JFMK50T4）。

答：一般只有原廠有，實在沒有，就自己畫，若能找到一個demo板驗證，可以降低風(fēng)險。

3. 國產(chǎn)器件有zynq這種的嗎？

答：有，但是ARM核還是有差異。例如：復(fù)旦微的7045。管腳有差異，Vivado里需要打補丁，用GT，MIG這些的時候不同組合的步驟還有區(qū)別。

4.??國產(chǎn)并行flash目前大家主要用過哪些家的？最后可pin2pin鎂光的。

答：暫無回答，讀者中有了解的，可以在評論區(qū)留言。

三、SystemVerilogparameter修改相關(guān)

1.??在設(shè)計中用了個localparam，定義某個參數(shù)，想在tb中修改這個localparam的值，除了就是例化的時候引入進去，還有啥辦法可以修改這個值？force這個語句只能對信號起作用。

答：A.localparam是局部常量，沒法外部修改?？梢宰龀珊甓x，或者將該參數(shù)做成輸入端口信號。

B．如果是vcs工具的話，可以通過-pvalue+parameter_hierarchical_value=value，可以修改某個指定參數(shù)到特定的值。具體用法，可參考《Synopsys VCSUser Guide》。

四、FPGA邏輯運算和時序相關(guān)

1.?實現(xiàn)多信號輸入有符號數(shù)據(jù)加法，調(diào)用IP方便還是自己編程方便？

答：若是有符號數(shù)，聲明signed類型直接+就行，同時注意是否存在進位，必要時進行位寬擴展。

2.?現(xiàn)在fpga做摳圖都用什么算法？

答：對于摳圖，比較簡單的方法是圖像分割，這是很老的方法，但這其實算不上真正意義的摳圖，因為他的主要目的是用于圖像之間塊與塊的分割。典型的就是grabcut算法，opencv上面有相應(yīng)的優(yōu)化好的算法。還有一種就是對于前后景的分割，叫做Alpha Matting，這是摳圖的主要實現(xiàn)方法，好的算法對頭發(fā)絲也能處理得很好。（摘自網(wǎng)絡(luò)SCDN博客） FPGA基本上能實現(xiàn)所有應(yīng)用算法，關(guān)鍵要分析出算法的處理過程，從架構(gòu)和資源消耗等角度考慮怎么去進行邏輯實現(xiàn)。

3.有沒有可以推薦的講解FPGA基礎(chǔ)知識的書和視頻啊，像Verilog語言會對應(yīng)什么樣子的電路結(jié)構(gòu)這種的？遇到過大的slack會導(dǎo)致問題，但是查找原因根本不會往這方面去想。

答：FPGA底層邏輯是LUT、CLB單元、BRAM等，門級或寄存器級就是時序分析的基礎(chǔ)。時序違例問題，可以去看一下靜態(tài)時序分析的資料，例如《Static Timing Analysis for Nanometer Designs A Practical Approach》、《Constraining Designs for Synthesis andTiming Analysis》，對于Vivado開發(fā)環(huán)境，可以參考Xilinx的UG903、UG602。

4.?請教一下大家IP及IO口的輸出電流強度應(yīng)該怎么選擇？現(xiàn)在用的都是默認值。

答：IO驅(qū)動電流默認是12，最大可以選24。一般默認就可以，若有時序問題，可以微調(diào)。另外，溫度會影響晶體管的靜態(tài)工作點，PN結(jié)特性對溫度敏感。

5.?VIVADO資源統(tǒng)計里沒有LUT和FF 意思就是完全沒有用到嗎？

答：一般情況下，有邏輯設(shè)計，LUT會有消耗的，如果綜合后查看資源報告，沒有消耗LUT資源，可能是該模塊信號由于沒有連接到端口引腳，被優(yōu)化掉了?？梢约由稀発eep ture”屬性或者將信號接到vio、ILA上，再查看資源消耗。

五、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)

1.?中國某網(wǎng)是新成立的大型央企，馬斯克的Starlink成為商業(yè)衛(wèi)星最為成功的代表，國內(nèi)的衛(wèi)星商業(yè)化道路還很漫長。

2.?搶占近地軌道和頻率，是比較關(guān)心的兩個領(lǐng)域。

3.??NTN與DVB哪個有前途？

答：NTN是最近幾年基于5G技術(shù)標準提出來的，3GPP協(xié)議38.811比較全面地介紹了NTN的應(yīng)用前景，也是目前除了DVB外最為熱門的衛(wèi)星通信應(yīng)用技術(shù)。國內(nèi)和國際上眾多手機廠商和設(shè)備商，都在積極研發(fā)支持NTN的終端和基站等。就目前看來，NTN的商業(yè)化過程還比較長，相關(guān)的技術(shù)標準和協(xié)議，都屬于探索和逐步落地階段。

DVB協(xié)議經(jīng)過十幾年的發(fā)展，技術(shù)路線比較成熟，商業(yè)化，應(yīng)用廣泛。2020年，DVB-RCS2等新一代DVB協(xié)議發(fā)布，支持高帶寬衛(wèi)星通信。兩個標準，互相借鑒，考慮專利和技術(shù)壁壘，不同的企業(yè)可能采用不同的技術(shù)路線。

六、接口相關(guān)

1.?SPI接口怎么通過修改邏輯代碼來提高SPI讀寫的速率呢？

答：一般是提高時鐘頻率，做好接口約束，把FPGA端的IO的驅(qū)動能力設(shè)高一些。

2.?大家對于GT口傳輸AXIS，轉(zhuǎn)成AXI有什么好想法？

答：DMA接口。

七、GTX時鐘相關(guān)

1.?有個高精度的10MHz時鐘，怎么提供給FPGA的GTX使用呢，GTX的時鐘不支持這么低的時鐘輸入，如果經(jīng)過時鐘芯片精度就損失了。要用這個高精度時鐘進行碼環(huán)相位測量。

答：一般可以用MMCM進行時鐘倍頻，GTX的參考時鐘一般在手冊中也會有要求。特殊情況，可能需要特殊設(shè)計。

八、DDR相關(guān)

1.?DDR原理圖設(shè)計里 DQ不按順序有什么影響嗎？

答：一般沒影響，只要綜合約束過，就算開始按順序，PCB走線不過也要調(diào)線序。不放心的話可以預(yù)先弄個MIG約束下引腳，看能不能校驗過。

2.請問ADC DDR輸出進ddio，而input-pad到ddio-in有10ns的延遲，造成setup時間違例5.6ns，這種怎么解決？程序是只寫了關(guān)于ADC芯片采集接口，然后約束了ADC的數(shù)據(jù)輸入接口和pll，還需要其他的嗎，還是ADC數(shù)據(jù)輸入接口約束錯了？

答：應(yīng)該是沒約束對，看樣子應(yīng)該是lvds接口的，input-pad到ddio-in的延遲不單單是數(shù)據(jù)線，時鐘線也一樣，這個setup時間應(yīng)該是由input delay決定的。

九、vivado綜合問題

1.?Vivado綜合著就不動了，半個小時過去了，之前都是綜合10幾分鐘，布局布線3個多小時?

答：綜合一般不會很長時間，如果出現(xiàn)綜合過程中一直卡著，大概率是代碼設(shè)計有缺陷，或者XDC約束有不合理的地方。此外，可以看一下log文件，一般來說，會有打印，執(zhí)行到哪一步了。通常情況下，在布局布線階段更容易出現(xiàn)一直卡住的情況，查看log打印，會有提示，例如因為時序太差，布線走不通，導(dǎo)致?lián)砣?。或者停止綜合，復(fù)位一下綜合過程，關(guān)掉vivado，重來一次。

十、電機控制

1.?想請教一下，電機的速度環(huán)，大概多長時間對電機控制一次？

答：一般10KHz以下。

2.??24xx的DSP能夠達到這種控制速度嗎？

答：DSP普遍帶計數(shù)器的，能脈沖計數(shù)，也能輸出帶死區(qū)的PWM波，用中斷計數(shù)基本做不了電機控制。記得今年TI出了一個超強的片子，把MOS和FOC全部集成到一個片子上，6塊錢的片子，不用寫代碼，不用驅(qū)動板，就能實現(xiàn)電機調(diào)速，實在強。

十一、時序約束相關(guān)

1.?請問如果時序約束不滿足上板一定會有問題嗎？

答：看一下最差路徑是屬于哪個時鐘域，最差裕量不超過時鐘頻率的15%，應(yīng)該能跑。有個評估能跑最高時鐘的公式，好像是1/(T-WNS)，T是目標時鐘周期，WNS是最差負時序裕量，可以故意約束緊一點，跑出時序報告，看時序裕量。

余量為正不一定跑出來就對，為負也不見得跑出來就不對，先有正確的約束才能有正確的時序分析。

編輯：黃飛